\documentclass{jarticle} \title{2009年線形代数レポート第一回} \author{幸城 裕樹} \date{\today} \西暦 \begin{document} \maketitle \section{行列の四則part1} \begin{eqnarray*} A=\bordermatrix{&&\cr &2 &-1 &1 \cr &3 &2 &4 \cr}, B=\bordermatrix{&&\cr &0&2 &1 \cr &-2&-2&3\cr}, C=\bordermatrix{&&\cr &1 &3 &-1\cr &5 &0 &0 \cr} \end{eqnarray*} (1)-2A+B \begin{eqnarray*} -2A+B=-2\bordermatrix{&&\cr &2 &-1 &1 \cr &3 &2 &4 \cr}+\bordermatrix{&&\cr &0&2 &1 \cr &-2&-2&3\cr} =\bordermatrix{&&\cr &-4 &4 &-1 \cr &-8 &-6 &-5 \cr} \end{eqnarray*}\\ (2)A+B+2C \begin{eqnarray*} A+B+2C=\bordermatrix{&&\cr &2 &-1 &1 \cr &3 &2 &4 \cr}+\bordermatrix{&&\cr &0&2 &1 \cr &-2&-2&3\cr}+ 2\bordermatrix{&&\cr &1 &3 &-1\cr &5 &0 &0 \cr} =\bordermatrix{&&\cr &4 &7 &0 \cr &11 &0 &7\cr} \end{eqnarray*}\\ (3)3A-2B \begin{eqnarray*} 3A-2B= 3\bordermatrix{&&\cr &2 &-1 &1 \cr &3 &2 &4 \cr}-2\bordermatrix{&&\cr &0&2 &1 \cr &-2&-2&3\cr} =\bordermatrix{&&\cr &6&-7&1 \cr &13&10&6\cr} \end{eqnarray*}\\ (4)3B-2C+5A \begin{eqnarray*} 3B-2C+5A= 3\bordermatrix{&&\cr &0&2 &1 \cr &-2&-2&3\cr}-2\bordermatrix{&&\cr &1 &3 &-1\cr &5 &0 &0 \cr} +5\bordermatrix{&&\cr &2 &-1 &1 \cr &3 &2 &4 \cr}=\bordermatrix{&&\cr &8 &-5 &10\cr &-1&4 &29\cr} \end{eqnarray*}\\ (5)B-2C+A \begin{eqnarray*} B-2C+A= \bordermatrix{&&\cr &0&2 &1 \cr &-2&-2&3\cr}-2\bordermatrix{&&\cr &1 &3 &-1\cr &5 &0 &0 \cr}+ \bordermatrix{&&\cr &2 &-1 &1 \cr &3 &2 &4 \cr} =\bordermatrix{&&\cr &0 &-5 &4 \cr &-9&0 &7 \cr} \end{eqnarray*}\\ (6)A-2B+C \begin{eqnarray*} A-2B+C=\bordermatrix{&&\cr &2 &-1 &1 \cr &3 &2 &4 \cr}-2\bordermatrix{&&\cr &0&2 &1 \cr &-2&-2&3\cr} +\bordermatrix{&&\cr &1 &3 &-1\cr &5 &0 &0 \cr} =\bordermatrix{&&\cr &3 &-2&-2\cr &12&6 &-2\cr} \end{eqnarray*}\\ \section{行列の四則part2} \section{行列の四則part3} \section{行列の四則part4} \section{行列の四則part5} \section{行列の四則part5.5} \section{行列の基本演算} \section{行列の四則part6} \section{行列の四則part7} \section{行列の四則part8} \section{行列の四則part9} \section{行列の四則part10} \begin{eqnarray*} A=\bordermatrix{&&\cr &cos\alpha &-sin\alpha \cr &sin\alpha &cos\alpha \cr}, B=\bordermatrix{&&\cr &cos\beta &-sin\beta \cr &sin\beta &cos\beta \cr} \end{eqnarray*} (1)AB \begin{eqnarray*} AB=\bordermatrix{&&\cr &cos\alpha &-sin\alpha \cr &sin\alpha &cos\alpha \cr}\bordermatrix{&&\cr &cos\beta &-sin\beta \cr &sin\beta &cos\beta \cr} = \end{eqnarray*} (2)BA \begin{eqnarray*} BA=\bordermatrix{&&\cr &cos\alpha &-sin\alpha \cr &sin\alpha &cos\alpha \cr}\bordermatrix{&&\cr &cos\beta &-sin\beta \cr &sin\beta &cos\beta \cr} = \end{eqnarray*} \section{行列の四則part11} \begin{eqnarray*} X=\bordermatrix{&&\cr &3 &-1 &-1 \cr &-1 &3 &-1 \cr &-1 &-1 &3 \cr} \end{eqnarray*} \begin{eqnarray*} X^3-9X^2+24X-16I=(X-I){(X-4I)}^2 &=&\bordermatrix{&&\cr &2 &-1 &-1 \cr &-1 &2 &-1 \cr &-1 &-1 &2 \cr}\bordermatrix{&&\cr &-1 &-1 &-1 \cr &-1 &-1 &-1 \cr &-1 &-1 &-1 \cr}^2\\ &=&\bordermatrix{&&\cr &2 &-1 &-1 \cr &0 &0 &0 \cr &0 &0 &0 \cr} \end{eqnarray*} \section{行列の掛け算} \begin{eqnarray*} A=\bordermatrix{&&\cr &3 &1 &2 \cr &-1 &4 &1 \cr &2 &-1 &3 \cr}, B=\bordermatrix{&&\cr &-3 &1 \cr &8 &-10 \cr &-7 &9 \cr} \end{eqnarray*} AX=B\\ \begin{eqnarray*} X= \end{eqnarray*} \section{行列の掛け算} \subsection{行列の掛け算} 準虚数iと記す \begin{eqnarray*} A=\bordermatrix{&&\cr &0&1\cr &-1 &0 \cr}, B=\bordermatrix{&&\cr &0&i\cr &i &0 \cr}, C=\bordermatrix{&&\cr &i&0\cr &0 &-i \cr} \end{eqnarray*} \begin{eqnarray*} A^2=\bordermatrix{&&\cr &0&1\cr &-1 &0 \cr}^2=\bordermatrix{&&\cr &-1&0\cr &0 &-1 \cr}\\ B^2=\bordermatrix{&&\cr &0&i\cr &i &0 \cr}^2=\bordermatrix{&&\cr &-1&0\cr &0 &-1 \cr}\\ C^2=\bordermatrix{&&\cr &i&0\cr &0 &-i \cr}^2=\bordermatrix{&&\cr &-1&0\cr &0 &-1 \cr}\\ \end{eqnarray*} より \begin{eqnarray*} A^2=B^2=C^3=-I \end{eqnarray*} \subsection{行列の掛け算} BC=-CB=A,CA=-AC=B,AB=-BA=C \begin{eqnarray*} BC=\bordermatrix{&&\cr &0&i\cr &i &0 \cr}\bordermatrix{&&\cr &i&0\cr &0 &-i \cr}=\bordermatrix{&&\cr &0&1\cr &-1 &0 \cr}\\ -CB=-\bordermatrix{&&\cr &i&0\cr &0 &-i \cr}\bordermatrix{&&\cr &0&i\cr &i &0 \cr}=\bordermatrix{&&\cr &0&1\cr &-1 &0 \cr}\\ CA=\bordermatrix{&&\cr &i&0\cr &0 &-i \cr}\bordermatrix{&&\cr &0&1\cr &-1 &0 \cr}=\bordermatrix{&&\cr &0&i\cr &i &0 \cr}\\ -AC=-\bordermatrix{&&\cr &0&1\cr &-1 &0 \cr}\bordermatrix{&&\cr &i&0\cr &0 &-i \cr}=\bordermatrix{&&\cr &0&i\cr &i &0 \cr}\\ AB=\bordermatrix{&&\cr &0&1\cr &-1 &0 \cr}\bordermatrix{&&\cr &0&i\cr &i &0 \cr}=\bordermatrix{&&\cr &i&0\cr &0 &-i \cr}\\ -BA=-\bordermatrix{&&\cr &0&i\cr &i &0 \cr}\bordermatrix{&&\cr &0&1\cr &-1 &0 \cr}=\bordermatrix{&&\cr &i&0\cr &0 &-i \cr}\\ \end{eqnarray*} より、確かめられた。 \section{行列の掛け算と三角関数} \begin{eqnarray*} A(\theta)=\bordermatrix{&&\cr &cos\theta &-sin\theta \cr &sin\theta &cos\theta \cr}\\ \end{eqnarray*} \begin{eqnarray*} A(\theta)A(\eta)= \end{eqnarray*} \begin{eqnarray*} A(\theta+\eta)= \end{eqnarray*} \section{行列の掛け算} \section{行列の可換性} \section{ベクトルの同等性} \section{ベクトルの直交性} \section{正規直交基底1} \section{正規直交基底2} \section{直交変換} \section{3次元ベクトルの外積} \section{ベクトルの1次従属} \section{ベクトルの1次独立PartT} \section{ベクトルの1次独立PartU} \section{ベクトルの1次独立PartV} \section{ベクトルの1次独立PartW} \section{行列の可換性} \section{行列の可換性} \section{行列の2次方程式1} \section{行列の2次方程式2} \section{確率行列の基本性質} \section{確率行列の逆行列} \section{分割行列の逆行列1} \section{分割行列の逆行列2} \section{逆行列の性質} \section{上三角行列の正則性} \section{三角行列の逆行列} \section{逆行列の性質} \section{行列の正則性が簡単に行える場合} \section{座標の回転をもたらす行列の逆行列} \section{特殊な行列の逆行列} \end{document}